研究課題

マイクロ波照射による金属酸化物の新規還元プロセスの開発

研究組織

代表者	園部太郎 （京都大学・エネルギー科学研究科）
共同研究者	篠原真毅 （京都大学・生存圏研究所） 三谷友彦 （京都大学・生存圏研究所） 蜂谷寛 （京都大学・エネルギー科学研究科） 吉川暹 （京都大学・エネルギー理工学研究所） 大垣英明 （京都大学・エネルギー理工学研究所）

研究概要

マイクロ波加熱は対象物の迅速加熱・応答、選択加熱を実現できることから、近年、様々な材料プロセッシング分野で新規の省エネルギー熱源として注目されている。本研究では、希少資源、CO₂ 排出削減等の課題を抱えている金属資源回収プロセスに対し、マイクロ波照射による酸化物金属のプラズマ励起を用いて、低炭素排出型の還元プロセスを世界に先駆けて構築するチャレンジングな研究課題である。

近年、マイクロ波加熱を利用して、酸化鉄、イルメナイトから銑鉄を製造するプロセスが提案されているが、いずれも炭素粉末を還元剤として利用している。革新的製鉄プロセスで見られるように炭素代替として水素の利用が計画されているが、水素製造時の CO₂ 排出が問題である。抜本的な CO₂ 排出削減のためには、脱炭素還元と同時に、加熱プロセスの迅速・短縮化が必要である。申請者は減圧下で金属酸化物バルク試料に対してマイクロ波を照射することで、酸素原子プラズマが生成され、相補的にバルク試料表面が弱還元されることを見出している（図）。本研究によりマイクロ波照射による金属酸化物のプラズマ励起をコントロールすることで、更なる還元反応の促進を目指す。

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2009年9月24日作成

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